聲響轉(zhuǎn)換器及麥克風的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種聲響轉(zhuǎn)換器及麥克風，通過維持頻率特性，且抑制施加了較大的空氣壓時的振動電極板(振動膜)的變形，避免應(yīng)力集中或振動電極板及背板的破損。在具有上下貫通的空洞(35)的基板(32)上配置被開口(33c)分割的第一振動膜(33a)和第二振動膜(33b)。在基板(32)的上面，以覆蓋振動膜(33a、33b)的方式設(shè)置背板(38)，在其下面與振動膜(33a、33b)相對而設(shè)置第一固定電極板(39a)和第二固定電極板(39b)。在背板(38)及固定電極板(29a、29b)上設(shè)置多個聲孔(44)。在設(shè)于振動膜(33a、33b)之間的開口(33c)內(nèi)收納泄漏壓調(diào)整部(37)。泄漏壓調(diào)整部(37)由從背板(38)的下面向下方延伸的支承部(48)支承。
【專利說明】聲響轉(zhuǎn)換器及麥克風

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及聲響轉(zhuǎn)換器及麥克風。具體而言，本發(fā)明涉及通過由振動電極板(振動膜)和固定電極板構(gòu)成的電容器構(gòu)造而構(gòu)成的靜電容量型聲響轉(zhuǎn)換器。另外，本發(fā)明涉及使用了該聲響轉(zhuǎn)換器的麥克風。特別是，本發(fā)明涉及采用MEMS(Micrc) ElectroMechanical System)技術(shù)制作的微小尺寸的聲響轉(zhuǎn)換器。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來，要求麥克風以高靈敏度檢測從較小的聲壓到較大的聲壓的聲音。通常，麥克風的最大輸入聲壓受諧波失真率(Total Harmonic Distort1n)限制。這是由于，如果要利用麥克風檢測較大的聲音，則在輸出信號中產(chǎn)生諧波失真，破壞音質(zhì)及精度。因此，如果能夠減小諧波失真率，則能夠增加最大輸入聲壓并擴大麥克風的檢測聲壓區(qū)域(以下，稱為動態(tài)范圍)。
[0003]但是，在一般的麥克風中，聲響振動的檢測靈敏度的提高和諧波失真率的降低處于折衷的關(guān)系，從小音量(小聲壓)到大音量(大聲壓)的聲音難以具有寬廣的動態(tài)范圍。
[0004]在這種技術(shù)背景下，作為實現(xiàn)具有寬廣的動態(tài)范圍的麥克風的方法，提出有使用圖UA)及圖1(B)那樣構(gòu)造的聲響傳感器的方法。圖1㈧是現(xiàn)有例的聲響傳感器11的剖面圖，圖1 (B)是除掉該背板19的狀態(tài)的平面圖。
[0005]在該聲響傳感器11中，在具有空洞13的基板12的上方配置有由縫隙17分割的第一振動膜16a和第二振動膜16b。第一振動膜16a具有較大的面積,利用錨固件18a被支承在基板12的上面。第二振動膜16b具有較小的面積，利用錨固件18b被支承在基板12的上面。在基板12的上面，以覆蓋兩振動膜16a、16b的方式設(shè)有背板19，且在基板12的下面，與第一振動膜16a和第二振動膜16b相對而配置有第一固定電極板20a和第二固定電極板20b。在背板19及固定電極板20a、20b上開設(shè)有多個聲孔21。
[0006]在該聲響傳感器11中，利用相互相對的第一振動膜16a和第一固定電極板20a構(gòu)成能夠檢測小音量(小聲壓)的聲音的高靈敏度的第一聲響傳感部14。另外，利用相互相對的第二振動膜16b和第二固定電極板20b構(gòu)成能夠檢測大音量(大聲壓)的聲音的低靈敏度的第二聲響傳感部15。而且，將來自聲響傳感器11的輸出根據(jù)音量切換成來自第一聲響傳感部14的輸出和來自第二聲響傳感部15的輸出，以高靈敏度檢測從較小的聲壓到較大的聲壓的聲音。作為這種聲響傳感器，具有例如專利文獻I公開的傳感器。
[0007]專利文獻1:(日本)特開2012 - 147115號公報
[0008]但是，在這種靜電容量型的聲響傳感器11中，當對振動膜16a、16b施加較大的壓力時，有時振動膜16a、16b及背板19破損。作為對振動膜16a、16b施加較大的壓力的方式，具有在例如聲響傳感器11的落下試驗的情況下對振動膜16a、16b施加從空洞13進入的空氣壓力的情況、使組裝有聲響傳感器11的手機等設(shè)備落下的情況、對組裝有聲響傳感器11的手機的通話口較強地吹入氣息的情況、用指尖等扣敲通話口的情況等。在這些情況下，有時對振動膜16a、16b施加數(shù)百Pa以上的壓力(聲響傳感器的最大測定聲壓為200Pa)。
[0009]例如圖2表示在殼體22上安裝的聲響傳感器11。在殼體22上，與聲響傳感器11的空洞13對應(yīng)而開設(shè)有聲音導入孔23，成為聲響振動通過聲音導入孔23進入聲響傳感器11內(nèi)且被第一振動膜16a及第二振動膜16b感知的構(gòu)造。在使該聲響傳感器11與殼體22一起掉落到地板24上的情況下，通過從聲音導入孔23進入的空氣流使空洞13內(nèi)的空氣壓變高，由于該壓力負荷，振動膜16a、16b大幅度變形。
[0010]這樣,如果對振動膜16a、16b施加較大的壓力P,則如圖3 (A)?圖3 (C)所不，由于壓力P而使振動膜16a、16b大幅度撓曲，振動膜16a、16b與背板19碰撞而使背板19也發(fā)生變形。在此，圖3 (A)是沿圖1(B)的Xl — Xl線的概略剖面圖，圖3(B)是沿X2 — X2線的概略剖面圖，圖3(C)是沿X3 — X3線的概略剖面圖。其結(jié)果，由于大幅度變形或由于碰撞時的沖擊，有時振動膜16a、16b或背板19破損或產(chǎn)生龜裂,在聲響傳感器11的破損耐性上存在問題。特別是如圖3(C)所示，在大音量用的第二振動膜16b中，在大聲壓時，為了進行最佳驅(qū)動而減小面積，為了提高剛性而急劇地變形，產(chǎn)生較大的失真而容易破損。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的在于提供一種靜電容量型聲響轉(zhuǎn)換器，通過維持聲響振動檢測時的頻率特性，且抑制施加了較大的空氣壓時的振動電極板(振動膜)的變形，能夠避免應(yīng)力集中或振動電極板及背板的破損。
[0012]本發(fā)明提供一種聲響轉(zhuǎn)換器，其具有:基板，其具有空洞；振動電極板，其配設(shè)于所述基板的上方，具有用于釋放壓力的空隙部；固定電極板，其以與所述振動電極板相對的方式配置在所述基板的上方；多個傳感部，將所述振動電極板和所述固定電極板中的至少一方分割成多個區(qū)域，由分割的各區(qū)域的所述振動電極板和所述固定電極板構(gòu)成所述傳感部；泄漏壓調(diào)整部，其以如下方式配置，即，在所述振動電極板未變形時，防止通過所述空隙部的空氣壓的泄漏，在所述振動電極板受到壓力而變形時，使所述空隙部分開而通過所述空隙部釋放壓力。在此，空隙部為開口或凹部(切口)、孔、縫隙狀的間隙等，只要可以釋放壓力即可。
[0013]在本發(fā)明的聲響轉(zhuǎn)換器中，在振動電極板上設(shè)有用于釋放壓力的空隙部，在所述振動電極板未由于過量的壓力而變形時，通過泄漏壓調(diào)整部防止通過空隙部的空氣壓的泄漏，因此，在通常的動作狀態(tài)下，空氣壓不易從空隙部釋放。因此，盡管在振動電極板上設(shè)有空隙部，聲響轉(zhuǎn)換器在低頻區(qū)域的測定靈敏度也不易降低。另一方面，當對振動電極板施加過量的壓力而使振動電極板大幅度變形時，空隙部開放而從空隙部釋放過量的壓力(高負荷的壓力)，因此，抑制過量的壓力引起的振動電極板的變形。因此，即使使聲響轉(zhuǎn)換器落下并施加過量的壓力,振動電極板也不易破損。
[0014]本發(fā)明的聲響轉(zhuǎn)換器的一方面，多個所述傳感部分別輸出靈敏度不同的信號。根據(jù)該方面，通過合成或切換來自各傳感部的信號，能夠擴大聲響轉(zhuǎn)換器的動態(tài)范圍。
[0015]本發(fā)明的聲響轉(zhuǎn)換器的另一方面，所述空隙部為將所述振動電極板分割的各區(qū)域之間的間隙。根據(jù)該方面，能夠通過所述間隙將所述振動電極板分割成多個區(qū)域。因此，用于釋放空氣壓的空隙部能夠兼作將振動電極板分割成多個區(qū)域的開口，能夠使振動電極板的構(gòu)造簡單。另外，由于振動電極板的總開口面積(用于釋放空氣壓的空隙部的面積和用于分割振動電極板的開口面積之和)變小，故而有助于聲響轉(zhuǎn)換器的小型化，并且還提高振動電極板的強度。
[0016]另外，在本方面，所述泄漏壓調(diào)整部是收納在未變形時的所述振動電極板的所述間隙的板狀部件。在方面中，雖然在通常的動作狀態(tài)下利用泄漏壓調(diào)整部防止來自間隙的壓力泄漏，但當振動電極板由于過量的壓力而大幅度變形時，振動電極板的間隙從泄漏壓調(diào)整部分離而打開，以能夠釋放壓力。
[0017]本發(fā)明的聲響轉(zhuǎn)換器的又一方面，所述空隙部是形成于所述振動電極板的開口。本方面的所述泄漏壓調(diào)整部也可以是收納在未變形時的所述振動電極板的所述開口的板狀部件。在該方面中，雖然在通常的動作狀態(tài)下能夠利用泄漏壓調(diào)整部防止來自開口的壓力泄漏，但當振動電極板由于過量的壓力而大幅度變形時，振動電極板的開口從泄漏壓調(diào)整部分離而打開，以能夠釋放壓力。
[0018]本發(fā)明的聲響轉(zhuǎn)換器的再一方面，所述空隙部是形成于所述振動電極板的邊緣的、向振動電極板內(nèi)側(cè)凹陷的凹部。本方面的所述泄漏壓調(diào)整部也可以是位于未變形時的所述振動電極板的所述凹部的板狀部件。在本發(fā)明中，雖然在通常的動作狀態(tài)下能夠利用泄漏壓調(diào)整部防止來自開口的壓力泄漏，但當振動電極板由于過量的壓力而大幅度變形時，振動電極板的凹部從泄漏壓調(diào)整部分離而打開，以能夠從凹陷釋放壓力。
[0019]本發(fā)明的聲響轉(zhuǎn)換器的另一其它方面，所述泄漏壓調(diào)整部位于未變形的所述振動電極板的所述空隙部，在所述泄漏壓調(diào)整部的邊緣和所述空隙部的邊緣之間形成有縫隙。這是由于，在泄漏壓調(diào)整部與空隙部之間未形成縫隙的情況下，泄漏壓調(diào)整部和振動電極板以一部分接觸，故而振動電極板的振動被泄漏壓調(diào)整部阻礙，對聲響轉(zhuǎn)換器的靈敏度等造成影響。另外，如果將該縫隙寬度設(shè)為1ym以下，則能夠充分減少聲響轉(zhuǎn)換器的低頻區(qū)域的靈敏度的降低。
[0020]另外，在所述振動電極板被分割的各區(qū)域之間的間隙成為泄漏壓調(diào)整部的實施方式中，優(yōu)選的是，在隔著所述間隙而位于一側(cè)的所述振動電極板的被分割的區(qū)域和所述泄漏壓調(diào)整部之間形成的縫隙的一端、和在隔著所述間隙而位于另一側(cè)的所述振動電極板的被分割的區(qū)域和所述泄漏壓調(diào)整部之間形成的縫隙的一端以90°的角度交叉。根據(jù)該方面，應(yīng)力不易集中于泄漏壓調(diào)整部，而且能夠避免在間隙的一部分產(chǎn)生開口面積較大的部分。
[0021]作為上述泄漏壓調(diào)整部的其它方面，也可以是以將未變形的所述振動電極板的所述空隙部的下面開口堵塞的方式設(shè)置的所述基板的上面的一部分。另外，所述泄漏壓調(diào)整部也可以以將未變形的所述振動電極板的所述空隙部的上面開口和下面開口中的一方堵塞的方式與所述振動電極板的上面?zhèn)然蛳旅鎮(zhèn)认鄬ε渲?此外，在本申請中，利用泄漏壓調(diào)整部堵塞時不是密閉的意思)。
[0022]本發(fā)明的聲響轉(zhuǎn)換器的又一其它方面，在所述基板的上方以與所述振動電極板相對的方式配置有背板，在所述背板的與所述振動電極板相對側(cè)的面設(shè)有支承部，所述泄漏壓調(diào)整部固定于所述支承部。根據(jù)該方面，泄漏壓調(diào)整部即使施加過量的壓力也不變形，故而在施加過量的壓力時，能夠使振動電極板的空隙部可靠地開放。
[0023]在該情況下，優(yōu)選所述支承部的水平截面面積比所述泄漏壓調(diào)整部的面積小。根據(jù)該方面，能夠在支承部的外周面和振動電極板之間確保用于釋放壓力的空間。
[0024]另外，所述泄漏壓調(diào)整部也可以由多個所述支承部支承。如果利用多個支承部支承泄漏壓調(diào)整部，則泄漏壓調(diào)整部的剛性變高，因此，即使施加過量的壓力，泄漏壓調(diào)整部也不易變形。
[0025]另外，在設(shè)置多個支承部的情況下，在所述支承部和所述支承部的中間也可以在所述背板上設(shè)置通孔。根據(jù)該方面，能夠更有效地向外部釋放過量的壓力。
[0026]另外，所述泄漏壓調(diào)整部也可以固定于在所述基板上面設(shè)置的支承部。
[0027]本發(fā)明的聲響轉(zhuǎn)換器的再一其它方面，在所述基板的上方以與所述振動電極板相對的方式配置有背板，所述固定電極板以與所述振動電極板相對的方式設(shè)于所述背板上，在所述背板及所述固定電極板上開設(shè)有多個聲孔，從與所述基板的上面垂直的方向觀察時，所述聲孔的一部分與所述空隙部重合。根據(jù)該方面，能夠順暢地向外部釋放過量的壓力。
[0028]本發(fā)明的聲響轉(zhuǎn)換器的再一其它方面，在所述基板的上方以與所述振動電極板相對的方式配置有背板，所述固定電極板以與所述振動電極板相對的方式設(shè)于所述背板上，在所述背板及所述固定電極板上開設(shè)有多個聲孔，從與所述基板的上面垂直的方向觀察時，所述聲孔的一部分與所述空隙部重合。根據(jù)該方面，由于將過量的壓力釋放的路徑變短，故而能夠順暢地向外部釋放過量的壓力。
[0029]本發(fā)明的聲響轉(zhuǎn)換器的再一其它方面，在所述基板的上方以與所述振動電極板相對的方式配置有背板，所述固定電極板以與所述振動電極板相對的方式設(shè)于所述背板上，在所述背板及所述固定電極板上開設(shè)有多個聲孔，從與所述基板的上面垂直的方向觀察時，所述泄漏壓調(diào)整部的寬度比所述聲孔間的距離大。根據(jù)該方面，位于泄漏壓調(diào)整部上方的聲孔不易被振動電極板堵塞，能夠?qū)⑦^量的壓力可靠地排出。
[0030]本發(fā)明的聲響轉(zhuǎn)換器的再一其它方面，在所述基板的上方以與所述振動電極板相對的方式配置有背板，所述固定電極板以與所述振動電極板相對且不與所述泄漏壓調(diào)整部相對的方式設(shè)于所述背板上。根據(jù)該方面，能夠減小泄漏壓調(diào)整部與固定電極板之間的寄生電容。
[0031]本發(fā)明的聲響轉(zhuǎn)換器的再一其它方面，所述固定電極板被分割成多個區(qū)域，在被分割的所述固定電極板的區(qū)域之間設(shè)有用于截斷電信號的泄漏的阻擋電極。根據(jù)該方面，能夠防止在相鄰的傳感部之間泄露信號或傳播噪音。
[0032]本發(fā)明的聲響轉(zhuǎn)換器的再一其它方面，在所述基板的上方以與所述振動電極板相對的方式配置有背板，與所述振動電極板的鄰接所述空隙部的區(qū)域相對而在所述背板上設(shè)有突起。根據(jù)該方面，在振動電極板大幅度變形的情況下，振動電極板被突起阻礙而不易緊固在固定電極板上。
[0033]本發(fā)明的聲響轉(zhuǎn)換器的再一其它方面，所述振動電極板的被分割的各區(qū)域和所述泄漏壓調(diào)整部處于同一平面上，且由同一材料形成。根據(jù)該方面，通過同一工藝能夠同時制作振動電極板和泄漏壓調(diào)整部。
[0034]本發(fā)明的聲響轉(zhuǎn)換器能夠應(yīng)用于麥克風。
[0035]此外，用于解決本發(fā)明的上述課題的方案具有適當組合以上說明的構(gòu)成要素的特征，本發(fā)明能夠通過該構(gòu)成要素的組合而進行多種變化。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0036]圖1 (A)是現(xiàn)有例的聲響傳感器的概略剖面圖，圖1⑶是圖1㈧的聲響傳感器的除掉背板的狀態(tài)下的平面圖；
[0037]圖2是說明使圖1 (A)的聲響傳感器落下時的情形的概略圖；
[0038]圖3 (A)是沿著圖1 (B)的XI—Xl線的概略剖面圖，圖3 (B)是沿著圖1 (B)的X2 —X2線的概略剖面圖，圖3(C)是沿著圖1⑶的X3 - X3線的概略剖面圖；
[0039]圖4是本發(fā)明實施方式I的聲響傳感器的分解立體圖；
[0040]圖5是圖4所示的聲響傳感器的剖面圖；
[0041]圖6是圖4所示的聲響傳感器的平面圖；
[0042]圖7是表示從圖6所示的聲響傳感器除掉背板或保護膜等的狀態(tài)的平面圖；
[0043]圖8是表示MEMS麥克風的典型的頻率特性的圖；
[0044]圖9是表不在本發(fā)明實施方式I的聲響傳感器中對振動膜施加高負荷壓力時的狀態(tài)的概略剖面圖；
[0045]圖10是將圖6的Y部放大表示的平面圖；
[0046]圖11 (A)是表示在縫隙和聲孔不重合的聲響傳感器中釋放壓力的情形的概略圖，圖1l(B)是表示在縫隙和聲孔重合的聲響傳感器中釋放壓力的情形的概略圖；
[0047]圖12(A)是表示在泄漏壓調(diào)整部的寬度比聲孔彼此之間的距離大的聲響傳感器中釋放壓力的情形的概略圖，圖12(B)是表示在泄漏壓調(diào)整部的寬度比聲孔彼此之間的距離小的聲響傳感器中釋放壓力的情形的概略圖；
[0048]圖13是圖7的Z部的放大圖；
[0049]圖14(A)是表示縫隙彼此成為銳角的狀態(tài)的概略圖，圖14(B)是表示對圖14(A)中成為銳角的部分實施倒角的狀態(tài)的概略圖；
[0050]圖15(A)是表示本發(fā)明實施方式I的變形例的聲響傳感器的、除掉背板的狀態(tài)的平面圖，圖15(B)是表示本發(fā)明實施方式I的另一變形例的聲響傳感器的、除掉背板的狀態(tài)的平面圖；
[0051]圖16(A)是表不本發(fā)明實施方式I的又一變形例的聲響傳感器的、除掉背板的狀態(tài)的平面圖，圖16(B)是表示本發(fā)明實施方式I的又一變形例的聲響傳感器的、除掉背板的狀態(tài)的平面圖；
[0052]圖17(A)是表示本發(fā)明實施方式I的再一變形例的聲響傳感器的、除掉背板的狀態(tài)的平面圖，圖17(B)是表示本發(fā)明實施方式I的再一變形例的聲響傳感器的、除掉背板的狀態(tài)的平面圖；
[0053]圖18是表示本發(fā)明實施方式I的其它變形例的聲響傳感器的、除掉背板的狀態(tài)的平面圖；
[0054]圖19(A)是表示本發(fā)明實施方式2的聲響傳感器的、除掉背板的狀態(tài)的平面圖，圖19(B)是表示對圖19(A)的聲響傳感器施加高負荷壓力的狀態(tài)的概略剖面圖；
[0055]圖20(A)是本發(fā)明實施方式3的聲響傳感器的概略剖面圖，圖20⑶是圖20(A)的聲響傳感器的、除掉背板的狀態(tài)的平面圖；
[0056]圖21 (A)是本發(fā)明實施方式3的變形例的聲響傳感器的概略剖面圖，圖21⑶是圖21 (A)的聲響傳感器的、除掉背板的狀態(tài)的平面圖；
[0057]圖22是本發(fā)明實施方式4的聲響傳感器的、除掉背板的狀態(tài)的平面圖；
[0058]圖23是本發(fā)明實施方式5的聲響傳感器的剖面圖；
[0059]圖24(A)是本發(fā)明實施方式6的聲響傳感器的概略剖面圖，圖24⑶是在圖24(A)的聲響傳感器中從下方對兩振動膜施加較大的壓力時的狀態(tài)的概略剖面圖；
[0060]圖25㈧是圖24㈧的聲響傳感器的、除掉背板的狀態(tài)的平面圖，圖25(B)是圖24(A)的聲響傳感器使用的基板的平面圖；
[0061]圖26(A)是本發(fā)明實施方式7的聲響傳感器的概略剖面圖，圖26⑶是圖26(A)的聲響傳感器的、除掉背板的狀態(tài)的平面圖；
[0062]圖27是表不本發(fā)明實施方式8的聲響傳感器的平面圖；
[0063]圖28是圖27的聲響傳感器的剖面圖；
[0064]圖29(A)是表不在圖27的聲響傳感器中設(shè)于背板下面的固定電極板和阻隔電極的平面圖，圖29(B)是圖27的聲響傳感器使用的振動膜的平面圖；
[0065]圖30是本發(fā)明實施方式9的聲響傳感器的概略剖面圖；
[0066]圖31是內(nèi)置有本發(fā)明的聲響傳感器的麥克風的概略剖面圖。
[0067]標記說明
[0068]31、61、71、81、91、101、111:聲響傳感器
[0069]32:基板
[0070]33:振動膜
[0071]33a:第一振動膜
[0072]33b:第二振動膜
[0073]33d:第三振動膜
[0074]33c、33e:開口
[0075]35:空洞
[0076]37:調(diào)整部(泄漏壓調(diào)整部)
[0077]38:背板
[0078]39:固定電極板
[0079]39a:第一固定電極板
[0080]39b:第二固定電極板
[0081]43a:第一聲響傳感部
[0082]43b:第二聲響傳感部
[0083]44:聲孔
[0084]45:止動件
[0085]47:縫隙
[0086]48:支承部
[0087]54:通孔
[0088]62:凹部
[0089]63:縫隙
[0090]72:阻擋電極
[0091]92:伸出部
[0092]131:麥克風

【具體實施方式】
[0093]以下，參照附圖對本發(fā)明優(yōu)選的實施方式進行說明。但是，本發(fā)明不限定于以下的實施方式，可以在不脫離本發(fā)明宗旨的范圍內(nèi)進行各種設(shè)計變更。
[0094](實施方式I)
[0095]以下，參照圖4?7說明本發(fā)明實施方式I的聲響傳感器的構(gòu)造。圖4是本發(fā)明實施方式I的聲響轉(zhuǎn)換器即聲響傳感器31的分解立體圖。圖5是聲響傳感器31的剖面圖。圖6是聲響傳感器31的平面圖。圖7是除掉背板38或保護膜50等的聲響傳感器31的平面圖，表示振動膜33 (振動電極板)和固定電極板39在基板32的上方重合的情形。
[0096]該聲響傳感器31是利用MEMS技術(shù)制作的靜電容量型元件。如圖4及圖5所示，該聲響傳感器31在硅基板等基板32的上面經(jīng)由錨固件36a、36b設(shè)置振動膜33，在振動膜33的上方經(jīng)由微小的氣隙40(空隙)配置頂罩部34，并將頂罩部34固定于基板32的上面。
[0097]在基板32上開設(shè)有從表面貫通到背面的空洞35 (前腔，后腔)。圖示的空洞35被與基板32的上面垂直的面包圍，但空洞35的壁面也可以是相對于基板32的上面傾斜的面。
[0098]振動膜33以覆蓋空洞35的上方的方式配置于基板32的上方。如圖4及圖7所示，振動膜33形成大致矩形狀。振動膜33由具有導電性的多晶硅薄膜形成，振動膜33本身成為振動電極板。在振動膜33上設(shè)有用于釋放壓力的空隙部，即沿著與振動膜33的短邊平行的方向延伸的開口 33c，振動膜33利用開口 33c而分割成第一振動膜33a和第二振動膜33b。第一振動膜33a和第二振動膜33b在振動膜33的一長邊上部分地連接。第一振動膜33a和第二振動膜33b均成為大致矩形，但第一振動膜33a具有比第二振動膜33b大的面積。
[0099]第一振動膜33a在基板32的上面利用錨固件36a支承設(shè)于各角部的腳片46，從基板32的上面浮起地被支承。在鄰接的錨固件36a之間，在第一振動膜33a的外周部下面和基板32的上面之間形成有用于使聲響振動通過的狹小的通風孔42a。
[0100]第二振動膜33b在基板32的上面通過利用錨固件36b支承其兩短邊而從基板32的上面浮起地被支承。在第二振動膜33b的長邊下面和基板32的上面之間形成有用于使聲響振動通過的狹小的通風孔42b。通風孔42a和通風孔42b成為相等高度的間隙。
[0101]在第一振動膜33a和第二振動膜33b之間的開口 33c設(shè)有由多晶硅薄膜構(gòu)成的泄漏壓調(diào)整部37 (以下，簡稱為調(diào)整部37)。如圖5所示，調(diào)整部37利用從后述的背板38向下方延伸的多個支承部48在背板38的下方被水平地支承。在調(diào)整部37的整周形成有縫隙狀的間隙、即縫隙47 (開口 33c的一部分)，調(diào)整部37利用縫隙47而與第一振動膜33a完全分離，另外利用縫隙47而與第二振動膜33b完全分離。
[0102]設(shè)于基板32的上面的引出配線49a與振動膜33連接。另外，在基板32的上面以包圍振動膜33的方式形成有帶狀的基座部41。錨固件36a、36b及基座部41由S12形成。
[0103]如圖5所示，頂罩部34在由SiN構(gòu)成的背板38的下面設(shè)有由具有導電性的多晶硅薄膜構(gòu)成的固定電極板39。頂罩部34形成穹頂狀，在其下方具有空洞部分，利用該空洞部分覆蓋振動膜33。在固定電極板39的下面和振動膜33的上面之間形成有微小的氣隙40(空隙)。
[0104]固定電極板39分割成與第一振動膜33a相對的第一固定電極板39a和與第二振動膜33b相對的第二固定電極板39b,固定電極板39a、39b彼此電氣分離。第一固定電極板39a具有比第二固定電極板39b大的面積。從第一固定電極板39a將引出配線49b引出，從第二固定電極板39b將引出配線49c引出。
[0105]利用夾著氣隙40而相對的第一振動膜33a和第一固定電極板39a形成電容器構(gòu)造的第一聲響傳感部43a。另外,利用夾著氣隙40而相對的第二振動膜33b和第二固定電極板39b形成電容器構(gòu)造的第二聲響傳感部43b。第一聲響傳感部43a的氣隙40的間隙距離和第二聲響傳感部43b的氣隙40的間隙距離相等。
[0106]在背板38和固定電極板39上，以從上面貫通到下面的方式穿設(shè)有多個用于使聲響振動通過的聲孔44 (聲響孔)。此外,在圖示例中,第一聲響傳感部43a和第二聲響傳感部43b中，聲孔44的孔徑和間距相等，但在兩聲響傳感部43a、43b中，有時聲孔44的孔徑或間距也不同。
[0107]如圖6及圖7所示，聲孔44在兩聲響傳感部43a、43b中分別規(guī)則地排列。在圖示例中，聲孔44沿著相互成120°角度的三個方向排列成三角形，但也可以配置成矩形或同心圓狀等。
[0108]如圖5所不,在第一聲響傳感部43a和第二聲響傳感部43b中，均在頂罩部34的下面突出有形成圓柱狀的微小的止動件45 (突起)。止動件45從背板38的下面一體地突出，貫通第一及第二固定電極板39a、39b而向頂罩部34的下面突出。止動件45與背板38相同地由SiN構(gòu)成,故而具有絕緣性。該止動件45是用于防止各振動膜33a、33b由于靜電力而緊固于各固定電極板39a、39b上不分離的部件。另外，從與調(diào)整部37相對的部位按照上述那樣地向下方延伸有多個支承部48，且調(diào)整部37被水平地支承在支承部48的下端。
[0109]從形成防頂罩狀的背板38的外周緣遍及整周地連續(xù)延伸有保護膜50。保護膜50覆蓋基座部41和其外側(cè)的硅基板表面。
[0110]在保護膜50的上面設(shè)有共通電極焊盤51、第一電極焊盤52a、第二電極焊盤52b及接地電極焊盤53。與振動膜33連接的引出配線49a的另一端與共通電極焊盤51連接。從第一固定電極板39a引出的引出配線49b與第一電極焊盤52a連接,從第二固定電極板39b引出的引出配線49c與第二電極焊盤52b連接。另外，接地電極焊盤53與基板32連接而保持在接地電位。
[0111]接著，說明聲響傳感器31感知聲響振動時的動作和對振動膜33施加高負荷的較大壓力時的聲響傳感器31的動作。圖5是表不聲響傳感器31的、未對振動膜33施加高負荷壓力的狀態(tài)的剖面圖。圖9是表示聲響傳感器31的、對振動膜33施加高負荷的壓力的狀態(tài)的概略剖面圖。
[0112]在不對聲響傳感器31施加高負荷的較大的壓力而僅感知聲響振動的情況下，振動膜33以圖5那樣平坦的狀態(tài)為中心以較小的振幅上下振動。各振動膜33a、33b感應(yīng)從空洞35進入聲響傳感器31內(nèi)的聲響振動感應(yīng)而振動時，由第一固定電極板39a和第一振動膜33a構(gòu)成的可變電容器的靜電容量(第一聲響傳感部43a的靜電容量)發(fā)生變化,另夕卜，由第二固定電極板39b和第二振動膜33b構(gòu)成的可變電容器的靜電容量(第二聲響傳感部43b的靜電容量)發(fā)生變化。其結(jié)果，在各聲響傳感部43a、43b中，各振動膜33a、33b感知的聲響振動(聲壓變化)成為各自的靜電容量的變化，并分別作為靈敏度不同的電信號而輸出。
[0113]另外，第二振動膜33b的面積比第一振動膜33a的面積小，故而第二聲響傳感部43b成為中音量?大音量的聲壓域用的低靈敏度的聲響傳感器，第一聲響傳感部43a成為小音量?中音量的聲壓域用的高靈敏度的聲響傳感器。因此，通過將兩聲響傳感部43a、43b混合化并利用處理電路輸出信號，能夠擴大聲響傳感器31的動態(tài)范圍。例如，如果將第一聲響傳感部43a的動態(tài)范圍設(shè)為約30 - 120dB，將第二聲響傳感部43b的動態(tài)范圍設(shè)為約50 - 140dB，則通過組合兩聲響傳感部43a、43b，能夠?qū)討B(tài)范圍擴大至約30 — 140dB。另夕卜，如果將聲響傳感器31分成小音量?中音量的第一聲響傳感部43a和中音量?大音量的第二聲響傳感部43b，則能夠在較大音量時不使用第一聲響傳感部43a的輸出，第一聲響傳感部43a在較大的聲壓域中即使諧波失真變大也可以。因此，能夠提高第一聲響傳感部43a相對于小音量的靈敏度。
[0114]另外，在該聲響傳感器31中,第一聲響傳感部43a和第二聲響傳感部43b形成在同一基板上。而且，第一聲響傳感部43a和第二聲響傳感部43b由分割振動膜33的第一振動膜33a及第二振動膜33b、分割固定電極板39的第一固定電極板39a及第二固定電極板39b構(gòu)成。即，將本來成為一個傳感部的部件分割成兩個并將第一聲響傳感部43a和第二聲響傳感部43b混合化，因此，與在一個基板上設(shè)置獨立的兩個傳感部的現(xiàn)有的聲響傳感器或在不同的基板上分別設(shè)置傳感部的現(xiàn)有的聲響傳感器相比，第一聲響傳感部43a和第二聲響傳感部43b與檢測靈敏度相關(guān)的差異類似。其結(jié)果，能夠減小兩聲響傳感部43a、43b之間的檢測靈敏度差異。另外，兩聲響傳感部43a、43b共用振動膜和固定電極板,故而能夠抑制與頻率特性、相位等聲響特性相關(guān)的不匹配。
[0115]接著，說明調(diào)整部37和聲響傳感器31的頻率特性的關(guān)系。若假定不存在調(diào)整部37，則成為在第一振動膜33a和第二振動膜33b之間具有開口 33c的狀態(tài)，因此，聲響振動與其通過狹小的通風孔42a、42b，不如穿過開口 33c。因此，振動膜33的上面?zhèn)群拖旅鎮(zhèn)戎g的聲響阻力變小。若在振動膜33上沒有開口 33c時的聲響傳感器的頻率特性設(shè)為圖8中實線所示的曲線Q1，則在具有開口的情況下，聲響阻力變小，因此，如圖8中虛線所示的曲線Q2那樣，聲響傳感器的靈敏度在低頻區(qū)域降低。
[0116]在本實施方式的聲響傳感器31中，在第一振動膜33a和第二振動膜33b之間開設(shè)有開口 33c，但在感知聲響振動的通常模式下，開口 33c幾乎被調(diào)整部37堵塞，故而利用調(diào)整部37防止空氣壓的泄漏，聲響阻力不易降低，低頻區(qū)域的聲響傳感器的靈敏度不易下降。
[0117]但是，當兩振動膜33a、33b和調(diào)整部37接觸時，振動膜33a、33b的振動被調(diào)整部37阻礙，聲響傳感器31的靈敏度可能降低，或S/N比可能降低。因此，調(diào)整部37的面積比開口 33c的開口面積微小，使振動膜33a、33b和調(diào)整部37分離。S卩，在開口 33c的內(nèi)周面和調(diào)整部37的外周面之間設(shè)有大致一定寬度w的縫隙47。
[0118]另一方面，當縫隙47的寬度w過寬時，通風效果變強，經(jīng)由縫隙47的空氣壓的泄露過大，產(chǎn)生衰落頻率的降低，且低頻特性可能惡化。以下對該點進行詳細說明。
[0119]上述圖8表示MEMS麥克風的典型的頻率特性，該圖的橫軸為聲響振動的頻率(單位:Hz)，縱軸為相對靈敏度(單位:dB/dB)。在圖8中，圖表水平的范圍為相對靈敏度不依賴于聲波的頻率的范圍，因此，成為能夠良好地檢測聲波的范圍。該范圍的下限的頻率稱為衰落頻率f roll-off ο
[0120]通常,衰落頻率f roll-off依賴于聲響振動的通路的聲響阻力R ventholl和空洞35內(nèi)的空氣的柔性(空氣彈性常數(shù))C chamber，用下式表示。
[0121]froll-off I/(R ventholl X C chamber)…式(I)
[0122]聲響阻力R ventholl也受到縫隙47的長度影響，但在縫隙47的寬度w較寬時降低。因此，根據(jù)上述式(I)，衰落頻率f roll-off上升，其結(jié)果，低頻特性惡化。例如，只要縫隙47的寬度w為10 μ m，則也成為500Hz以上。因此，當縫隙47的寬度w超過1ym時，低頻特性顯著惡化，音質(zhì)被破壞。因此，優(yōu)選縫隙47的寬度w為10 μ m以下。
[0123]接著，利用圖9說明對該聲響傳感器31的第一振動膜33a和第二振動膜33b施加高負荷壓力時的狀態(tài)。在將該聲響傳感器31進行落下試驗的情況、使組裝有聲響傳感器31的設(shè)備落下的情況、向聲響傳感器31中吹入較強的氣息的情況等,對各振動膜33a、33b施加高負荷的較大的壓力P。在從空洞35側(cè)向聲響傳感器31施加較大的壓力的情況下，第一振動膜33a和第二振動膜33b的彈性變小而柔軟，故而當受到較大的壓力P時大幅度變形。與之相對，調(diào)整部37被支承部48支承，故而不會隨著兩振動膜33a、33b而移動。另外，與振動膜33a、33b相比，調(diào)整部37的面積變小而較硬，因此，即使受到較大的壓力，調(diào)整部37也不會隨著振動膜33a、33b而變形。因此，當?shù)谝徽駝幽?3a和第二振動膜33b大幅度變形時，調(diào)整部37從開口 33c脫離而使開口 33c開放，在支承部48的外周面和開口 33c的邊緣之間產(chǎn)生用于使壓力P通過的空間。其結(jié)果，如圖9所示，壓力P通過開口 33c和聲孔44向外部釋放，減輕施加于振動膜33a、33b的壓力，因此，振動膜33a、33b的變形變小。因此，振動膜33a、33b對背板38施加的沖擊也變小，不易在振動膜33a、33b或背板38上產(chǎn)生較大的應(yīng)力，在振動膜33a、33b或背板38上不易產(chǎn)生破損或龜裂(即，破損耐性提高)。
[0124]與之相對，專利文獻I的聲響傳感器11中，也在第一振動膜16a和第二振動膜16b之間設(shè)有縫隙17，但若為了能夠釋放較大的壓力而擴大縫隙17的寬度，則聲響阻力變小，聲響傳感器11的低頻特性變差。
[0125]在本實施方式的聲響傳感器31中，為了從聲孔44向外部順暢地釋放通過了開口33c的壓力P,如圖10所不,優(yōu)選從與基板32的上面垂直的方向觀察時,聲孔44的一部分與振動膜33a、33b和調(diào)整部37之間的縫隙47重合。在縫隙47和聲孔44不重合而如圖1UA)那樣地在水平方向偏離的情況下，對振動膜33a、33b施加的壓力P釋放的通路變長，故而壓力P不易釋放。與之相對，如圖1l(B)所示，在縫隙47和聲孔44重合的情況下，對振動膜33a、33b施加的壓力P釋放的通路變短，因此，壓力P易于釋放，能夠有效地降低對振動膜33a、33b施加的壓力。
[0126]另外，如圖10所示，調(diào)整部37利用沿著其長度方向排列的多個支承部48從背板38懸掛。另外，在背板38上，在支承部48與支承部48之間的各位置分別設(shè)有I個或多個通孔54。該通孔54也可以是聲孔44的一部分。如果利用多個支承部48支承調(diào)整部37，則能夠提高調(diào)整部37的剛性，調(diào)整部37不易因高負荷的壓力P而變形。當調(diào)整部37因壓力P而變形時，調(diào)整部37和振動膜33a、33b之間的通路變窄，但如果提高調(diào)整部37的剛性而不易變形，則能夠確保壓力P的通路。而且，通過在支承部48和支承部48之間設(shè)置通孔54，能夠更有效地釋放壓力P。
[0127]另外，支承部48的截面面積比調(diào)整部37的面積小，特別是支承部48的直徑比調(diào)整部37的寬度短。根據(jù)這種構(gòu)成，如圖9所示，可以擴大在變形的第一振動膜33a及第二振動膜33b的邊緣與支承部48的外周面之間形成的、用于釋放壓力P的通路。另外，如圖12(A)所示，調(diào)整部37的寬度D比聲孔44彼此之間的距離(邊緣彼此的距離)d大。這是由于，如圖12(B)那樣地若調(diào)整部37的寬度D比聲孔44彼此之間的距離(邊緣彼此的距離)d小，則聲孔44被振動膜33a、33b的邊緣堵塞，用于釋放壓力P的通路被堵塞。
[0128]另外，圖13是圖7的Z部的放大圖。如圖13所示，在第一振動膜33a的邊緣和調(diào)整部37之間形成的縫隙47的端部、和在第二振動膜33b的邊緣和調(diào)整部37之間形成的縫隙47的端部的交叉角度Θ優(yōu)選大致為90°。在縫隙47彼此的交叉部位如圖14(A)那樣地成為銳角的情況下，在聲響傳感器31的制造工藝中，由于振動膜33或成為調(diào)整部37的多晶硅薄膜的殘留應(yīng)力，可能破壞制造工藝中的多晶硅薄膜或犧牲層等的薄膜層疊構(gòu)造。另外，為了緩和多晶硅薄膜的應(yīng)力集中，如圖14(B)所示，在對圖14(A)中成為銳角的部位實施倒角的情況下，在縫隙47中產(chǎn)生開口面積較大的部位55，由此，聲響振動容易泄漏，聲響傳感器31的低頻區(qū)域的特性劣化。對此，若如圖13那樣地一邊逐漸彎曲各縫隙47—邊使縫隙47的端部彼此以約90°的角度交叉，則不會使聲響傳感器31的低頻區(qū)域的特性劣化，能夠緩和多晶硅薄膜(調(diào)整部37)的應(yīng)力集中。
[0129]接著，如圖5或圖9所示，優(yōu)選在從與基板32的上面垂直的方向觀察時與調(diào)整部37重合的區(qū)域中，既不設(shè)置第一固定電極板39a也不設(shè)置第二固定電極板3%。這是由于，當調(diào)整部37和固定電極板39相對時，在兩者之間產(chǎn)生的寄生電容變大。
[0130]另外，在本實施方式中，在第一振動膜33a和第二振動膜33b的中間配置有調(diào)整部37，故而能夠增長第一聲響傳感部43a和第二聲響傳感部43b之間的距離。特別是能夠增大第一振動膜33a和第二固定電極板39b的距離,或第二振動膜33b和第一固定電極板39a的距離。其結(jié)果，能夠降低第一聲響傳感部43a和第二聲響傳感部43b的信號的相互干擾，能夠減小聲響傳感器31的諧波失真率。另外，在第一振動膜33a和第二振動膜33b的中間配置有調(diào)整部37，故而配置調(diào)整部37的開口 33c能夠兼作用于使振動膜33a、33b彼此分離的開口，能夠增大用于釋放高負荷的壓力P的開口 33c的面積，通過開口 33c的合理的配置能夠進行聲響傳感器31的小型化。而且，不大幅度減少第一振動膜33a或第二振動膜33b的面積(電極面積)就能夠配置調(diào)整部37或開口 33c，因此，即使聲響傳感器31的尺寸相同，也能夠減小聲響傳感器31的靈敏度降低。
[0131]另外，在本實施方式中，在振動膜33未變形的狀態(tài)下，振動膜33和調(diào)整部37處于同一平面上，僅利用縫隙47分離，因此，能夠通過同一材料且利用同一成膜工藝制作振動膜33和調(diào)整部37，且能夠簡化制造工藝。另外，能夠通過一次光刻和一次蝕刻形成縫隙47，故而能夠形成寬度窄的縫隙47，能夠減小聲響阻力。
[0132]另外，在背板38的下面，在與第一振動膜33a和第二振動膜33b的邊緣部(特別是，位移較大的部位)相對的區(qū)域配置有一部分止動件45。通過在該位置設(shè)置止動件45，能夠防止由于較大的壓力P而大幅度變形的振動膜33a、33b緊固于固定電極板39a、39b而不分離。
[0133](實施方式I的變形例)
[0134]通過圖15?圖18說明本發(fā)明實施方式I的變形例。圖15㈧是表示本發(fā)明實施方式I的變形例的聲響傳感器的、除掉背板的狀態(tài)的平面圖。在該變形例中，在第一振動膜33a的大致中央部設(shè)有圓形的開口 33c。第一振動膜33a未變形時，在從背板38垂下的支承部48的下端設(shè)置的圓形的調(diào)整部37位于開口 33c內(nèi)而堵塞開口 33c。此外，縫隙狀開口56用于分割第一振動膜33a和第二振動膜33b,且與振動膜33的短邊方向平行地延伸。
[0135]在圖15(A)那樣的變形例中，當對振動膜33施加高負荷的壓力時，第一振動膜33a和第二振動膜33b大幅度變形，但由于第一振動膜33a變形，調(diào)整部37從開口 33c脫離。因此，從開口 33c釋放壓力P，第一振動膜33a顯然也抑制第二振動膜33b的變形。
[0136]另外，開口 33c及調(diào)整部37也可以按照圖15(B)所示的另一變形例那樣地設(shè)于第二振動膜33b的大致中央部。或者雖然未作圖示，但也可以在第一振動膜33a和第二振動膜33b雙方分別設(shè)置開口 33c和調(diào)整部37。
[0137]另外，開口 33c及調(diào)整部37也可以按照圖16(A)所示的又一變形例那樣地為矩形或多邊形。此外，如果此時對開口 33c及調(diào)整部37的角部實施倒角，則能夠緩和應(yīng)力集中而防止振動膜33或調(diào)整部37的破損。
[0138]另外，如圖16(B)所示，也可以在縫隙狀開口 56的附近設(shè)置沿與縫隙狀開口 56平行的方向延伸的、在一方向上較長的開口 33c和調(diào)整部37。
[0139]如圖15 (A)、圖15 (B)、圖16 (A)及圖16⑶，如果在第一振動膜33a或第二振動膜33b的內(nèi)部設(shè)置開口 33c，則能夠進一步減小振動膜33的面積，因此，能夠有助于聲響傳感器31的小型化。
[0140]在圖7所示的振動膜33中，第一振動膜33a和第二振動膜33b在圖的下方部分地連接，但也可以如圖17(A)所示，第一振動膜33a和第二振動膜33b在圖的上方部分地連接。另外，也可以如圖17(B)所示，第一振動膜33a和第二振動膜33b在圖的上方及下方部分地連接。
[0141]另外，也可以如圖18所示，第一振動膜33a和第二振動膜33b機械性地及電氣性地完全分離。在該情況下，第一固定電極板39a和第二固定電極板39b也可以連續(xù)。
[0142](實施方式2)
[0143]圖19(A)是表示本發(fā)明實施方式2的聲響傳感器61的、除掉背板38的狀態(tài)的平面圖。圖19(B)是表示對聲響傳感器61施加高負荷的壓力P的狀態(tài)的概略剖面圖。在實施方式2的聲響傳感器61中，如圖19(A)所示，在振動膜33的緣邊(外周部)形成有向振動膜33的內(nèi)側(cè)切口狀地凹陷的凹部62(用于釋放壓力的空隙部)。S卩，在第一振動膜33a的、不與第二振動膜33b鄰接的緣邊，在腳片46和腳片46之間的區(qū)域設(shè)有凹部62?；蛘?，也可以在第二振動膜33b的、不與第一振動膜33a鄰接的長邊設(shè)置凹部62，還可以在第一振動膜33a和第二振動膜33b雙方的緣邊設(shè)置凹部62。凹部62優(yōu)選到達空洞35附近，另夕卜，也可以到達空洞35的上方。而且，調(diào)整部37以嵌入的方式位于各凹部62中。調(diào)整部37位于與振動膜33相同的高度，振動膜33a、33b被縫隙63分離。其它構(gòu)造或變形例與實施方式I相同。例如，優(yōu)選縫隙63的寬度為10 μ m以下、以與縫隙63的正上方重合的方式開設(shè)有聲孔44、對調(diào)整部37的成為銳角的部分實施倒角等。
[0144]即使在聲響傳感器61中，當從空洞35側(cè)對振動膜33施加高負荷的壓力P時，如圖19(B)所示，第一振動膜33a或第二振動膜33b的緣邊也上升，而在凹部62的位置產(chǎn)生用于釋放壓力的空間。因此，通過釋放高負荷的壓力P，能夠減小第一振動膜33a或第二振動膜33b的變形，且能夠避免振動膜33a、33b或背板38的破損。
[0145]另外，在本實施方式中，在從作為第一振動膜33a或第二振動膜33b的電極進行主要動作的區(qū)域(中央部)偏離的部位設(shè)有凹部62，故而對聲響傳感器61的靈敏度的負影響變小。但是，在該實施方式中，由于能夠不過分增大一個凹部62的面積，故而優(yōu)選將凹部62分成多個部位進行設(shè)置。
[0146](實施方式3)
[0147]圖20(A)是本發(fā)明實施方式3的聲響傳感器71的概略剖面圖。圖20(B)是聲響傳感器71的、除掉背板38的狀態(tài)的平面圖。實施方式3的聲響傳感器71中，在背板38的下面，在與調(diào)整部37相對的區(qū)域設(shè)有阻擋電極72。阻擋電極72由具有導電性的多晶硅薄膜形成，在聲響傳感器71的制造工藝中，第一固定電極板39a及第二固定電極板39b利用同一材料在同一工藝中制作。阻擋電極72沿著第一振動膜33a和第二振動膜33b的境界、即沿著調(diào)整部37的長度方向從大致一端延伸到一端。此外，阻擋電極72也可以與地面連接，且也可以保持在某個電位。
[0148]如果設(shè)置這種阻擋電極72，則能夠防止從第一固定電極板39a向第二固定電極板39b或從第二固定電極板39b向39a傳遞噪音或信號，能夠防止第一聲響傳感部43a或第二聲響傳感部43b的S/N比降低，或產(chǎn)生串線。另外，通過以從與基板32的上面垂直的方向觀察時，阻擋電極72和調(diào)整部37重合的方式設(shè)置，能夠合理地配置阻擋電極72和調(diào)整部37，能夠減小聲響傳感器71的尺寸。
[0149]另外，阻擋電極72也可以如圖21⑷及圖21⑶所示地在從調(diào)整部37偏離的位置與調(diào)整部37平行地設(shè)置。
[0150](實施方式4)
[0151]在上述各實施方式的聲響傳感器中，將振動膜33分割成第一振動膜33a和第二振動膜33b的兩個區(qū)域，但振動膜33也可以分割成3個以上的區(qū)域。圖22是本發(fā)明實施方式4的聲響傳感器的、除掉背板的狀態(tài)的平面圖，振動膜33分割成3個區(qū)域。固定電極板39也根據(jù)振動膜33而分割成3個區(qū)域，其結(jié)果，聲響傳感器具有3個聲響傳感部。
[0152]在圖22所示的振動膜33中，分割成面積最大的第一振動膜33a、面積最小的第二振動膜33b和具有中間大小的面積的第三振動膜33d。第一振動膜33a和第二振動膜33b被開口 33c分割，第一振動膜33a和第三振動膜33d被開口 33e (用于釋放壓力的空隙部)分割。在各開口 33c、33e收納有調(diào)整部37，在各調(diào)整部37的周圍形成有縫隙47。雖然未作圖示，但調(diào)整部37均與實施方式I的情況相同地在從背板38向下方垂下的支承部48的下端被水平地支承。
[0153]面積最大的第一振動膜33a與對應(yīng)的固定電極板成為一對而構(gòu)成小音量用的高靈敏度的傳感部。面積最小的第二振動膜33b與對應(yīng)的固定電極板成為一對而構(gòu)成大音量用的低靈敏度的傳感部。具有中間大小的面積的第三振動膜33d與對應(yīng)的固定電極板成為一對而構(gòu)成中音量用的中靈敏度的傳感部。因此，根據(jù)本實施方式，聲響傳感器能夠具有寬廣的動態(tài)范圍。
[0154]即使在該聲響傳感器中，當使例如聲響傳感器落下而使振動膜33a、33b、33d變形時，開口 33c、33e打開，釋放高負荷的壓力，抑制振動膜33a、33b、33d的變形，防止振動膜33a、33b、33d或背板38的破損。
[0155](實施方式5)
[0156]圖23是本發(fā)明實施方式5的聲響傳感器81的剖面圖，其特征在于，在固定電極板39a、39b的上方設(shè)有振動膜33a、33b。在聲響傳感器81中，在基板32的上面經(jīng)由絕緣層82設(shè)有平板狀的背板38。在背板38的上面形成有固定電極板39a、39b。在空洞35的上方，在背板38及固定電極板39a、39b上開設(shè)有多個聲孔44。另外，在背板38的上方，以與固定電極板39a、39b相對的方式配設(shè)有振動膜33a、33b。振動膜33a、33b利用設(shè)于背板38上面的錨固件36a、36b被支承。
[0157]振動膜具有與例如實施方式I的聲響傳感器31使用的振動膜33相同的構(gòu)造。即，振動膜被分割成第一振動膜33a和第二振動膜33b,且在第一振動膜33a和第二振動膜33b之間設(shè)有開口 33c。在該開口 33c內(nèi)收納有調(diào)整部37，調(diào)整部37固定于在背板38的上面立起的支承部48的上端。
[0158](實施方式6)
[0159]上述各實施方式中，在通常的動作狀態(tài)下，設(shè)于振動膜33的開口 33c被調(diào)整部37大致堵塞，但也可以利用基板32的上面覆蓋用于釋放壓力的空隙部即開口 33c，以防止開口 33c中的空氣壓的泄漏。
[0160]圖24(A)是本發(fā)明實施方式6的聲響傳感器91的概略剖面圖。圖24(B)是表不在聲響傳感器91中從下方對兩振動膜施加高負荷的較大的壓力時的狀態(tài)的概略剖面圖。另夕卜，圖25(A)是聲響傳感器91的、除掉背板的狀態(tài)的平面圖。圖25 (B)是聲響傳感器91所使用的基板32的平面圖。
[0161]在該聲響傳感器91中，如圖25(A)所不,將振動膜33分割成第一振動膜33a和第二振動膜33b，在兩振動膜33a、33b之間形成有開口 33c。另一方面，如圖25(B)所示，在基板32的空洞35內(nèi)，與開口 33c的長度方向平行地設(shè)有分隔壁狀或梁狀的伸出部92，且利用基板32的上面即伸出部92的上面堵塞開口 33c的下面。因此，該基板32上面的一部分即伸出部92的上面成為調(diào)整部37。
[0162]在該聲響傳感器91中，在感知通常的聲響振動的情況下，如圖24(A)所示，開口33c中的空氣壓的泄漏被基板32(伸出部92)的上面阻止，因此，聲響傳感器91的聲響阻力不容易降低，能夠維持聲響傳感器91的低頻區(qū)域的特性。與之相對，在從下方對振動膜33施加高負荷的壓力P的情況下，如圖24(B)所示，振動膜33a、33b向上方浮起，故而將開口33c開放，以從開口 33c釋放壓力P。
[0163](實施方式7)
[0164]圖26 (A)是本發(fā)明實施方式7的變形例的聲響傳感器101的概略剖面圖。圖26 (B)是聲響傳感器101的、除掉背板的狀態(tài)的平面圖。在該聲響傳感器101中，將位于開口 33c內(nèi)的調(diào)整部37固定于在基板32的上面即伸出部92的上面設(shè)置的支承部48的上面。另外，振動膜33的腳片46或第二振動膜33b的兩端部固定在從背板38的下面向下方延伸的錨固件36a、36b的下端。
[0165](實施方式8)
[0166]電極部分不限于矩形，也可以是圓形。圖27是表示本發(fā)明實施方式8的聲響傳感器111的平面圖。圖28是聲響傳感器111的剖面圖。圖29 (A)是表示聲響傳感器111中設(shè)于背板38下面的固定電極板39a、39b和阻擋電極72的平面圖。圖29(B)是聲響傳感器111使用的振動膜33的平面圖。
[0167]在該聲響傳感器111中，如圖28所示，在基板32的上面設(shè)有圓板狀的振動膜33。從圓形振動膜33的外周部延伸有I條腳片46，振動膜33利用由錨固件36支承的腳片46被懸臂狀地支承。如圖29(B)所示，在振動膜33的中央部開設(shè)有開口 33c。另外，如圖27及圖29 (B)所示，從腳片46延伸有引出配線49a，引出配線49a與共通電極焊盤51連接。在振動膜33的開口 33c內(nèi)配置有調(diào)整部37，且開口 33c被調(diào)整部37堵塞。但是，為了不使振動膜33和調(diào)整部37接觸而引起干擾，在兩者之間形成有縫隙47。調(diào)整部37利用例如從背板38向下方延伸的支承部48被水平地支承。
[0168]另一方面，如圖28及圖29(A)所示，在背板38的下面中央部設(shè)有圓板狀的第一固定電極板39a。在第一固定電極板39a的外側(cè)，以不與第一固定電極板39a接觸的方式設(shè)有圓環(huán)狀的阻擋電極72。在阻擋電極72的外側(cè)，以不與阻隔電極72接觸的方式設(shè)有圓環(huán)狀的第二固定電極板39b。如圖27及圖29(A)所示，引出配線49b從第一固定電極板39a的外周部延伸，引出配線49b與第一電極焊盤52a連接。引出配線49c從第二固定電極板39b延伸，且引出配線49c與第二電極焊盤52b連接。
[0169]在該聲響傳感器111中，利用振動膜33的中央部和第一固定電極板39a構(gòu)成形成圓形的小音量、高靈敏度的聲響傳感部。另外，利用振動膜33的外周部和第二固定電極板39b構(gòu)成形成圓環(huán)狀的大音量、低靈敏度的聲響傳感部。
[0170]另外，即使在聲響傳感器111中，在對振動膜33施加高負荷的壓力的情況下，振動膜33也大幅度變形，使開口 33c開放，從開口 33c釋放高負荷的壓力。
[0171](實施方式9)
[0172]圖30是表示本發(fā)明實施方式9的聲響傳感器121的構(gòu)造的概略剖面圖。在實施方式6(圖24)的聲響傳感器91中，使基板32的上面與空隙部(開口 33c)的下面開口相對來防止空氣壓的泄漏，但也可以利用與基板不同部件的泄漏壓調(diào)整部37。即，也可以以大致堵塞未變形的振動膜33的空隙部的上面開口和下面開口中的一方的方式，與振動膜33的上面?zhèn)然蛳旅鎮(zhèn)认鄬Φ嘏渲冒鍫罨虮∧畹男孤赫{(diào)整部37。在圖30的圖示例中，利用設(shè)于基板32上面的支承部48固定泄漏壓調(diào)整部37，且利用泄漏壓調(diào)整部37從下面?zhèn)日诒蔚谝徽駝幽?3a和第二振動膜33b之間的開口 33c。
[0173](向麥克風的應(yīng)用)
[0174]圖31是本發(fā)明的聲響傳感器、例如內(nèi)置有實施方式I的聲響傳感器31的底部端口型麥克風131的概略剖面圖。該麥克風131在由電路基板132和蓋133構(gòu)成的封裝內(nèi)內(nèi)置有聲響傳感器31和電路部即信號處理電路135 (ASIC)。聲響傳感器31和信號處理電路135安裝在電路基板132的上面。在電路基板132上開設(shè)有用于向聲響傳感器31內(nèi)導入聲響振動的聲音導入孔134。聲響傳感器31以使空洞35的下面開口與聲音導入孔134 —致而覆蓋聲音導入孔134的方式安裝于電路基板132的上面。因此，聲響傳感器31的空洞35成為前腔，封裝內(nèi)的空間成為后腔。
[0175]聲響傳感器31和信號處理電路135利用接合線136連接。另外，信號處理電路135利用接合線137與電路基板132連接。此外，信號處理電路135具有向聲響傳感器31供給電源的功能或向外部輸出聲響傳感器31的容量變化信號的功能。
[0176]在電路基板132的上面，以覆蓋聲響傳感器31及信號處理電路135的方式安裝蓋133。封裝具有電磁屏蔽的功能，保護聲響傳感器31或信號處理電路135不受到來自外部的電磁干擾或機械性的沖擊。
[0177]這樣，從聲音導入孔134進入空洞35內(nèi)的聲響振動由聲響傳感器31檢測，且在利用信號處理電路135進行了放大及信號處理后輸出。該麥克風131中，將封裝內(nèi)的空間設(shè)為后腔，因此，能夠增大后腔的容積，且能夠使麥克風131高靈敏度化。
[0178]此外，在該麥克風131中，在封裝內(nèi)，也可以在蓋133的上面開設(shè)用于導入聲響振動的聲音導入孔134。在該情況下，聲響傳感器31的空洞35成為后腔，封裝內(nèi)的空間成為前腔。
【權(quán)利要求】
1.一種聲響轉(zhuǎn)換器，其特征在于，具有: 基板，其具有空洞； 振動電極板，其配設(shè)于所述基板的上方，具有用于釋放壓力的空隙部； 固定電極板，其以與所述振動電極板相對的方式配置在所述基板的上方； 多個傳感部，將所述振動電極板和所述固定電極板中的至少一方分割成多個區(qū)域，由分割的各區(qū)域的所述振動電極板和所述固定電極板構(gòu)成所述傳感部； 泄漏壓調(diào)整部，其以如下方式配置，即，在所述振動電極板未變形時，防止通過所述空隙部的空氣壓的泄漏，在所述振動電極板受到壓力而變形時，使所述空隙部分開而通過所述空隙部釋放壓力。
2.如權(quán)利要求1所述的聲響轉(zhuǎn)換器，其特征在于， 多個所述傳感部分別輸出靈敏度不同的信號。
3.如權(quán)利要求1所述的聲響轉(zhuǎn)換器，其特征在于， 所述空隙部是將所述振動電極板分割的各區(qū)域之間的間隙。
4.如權(quán)利要求3所述的聲響轉(zhuǎn)換器，其特征在于， 所述振動電極板被所述間隙分割成多個區(qū)域。
5.如權(quán)利要求3所述的聲響轉(zhuǎn)換器，其特征在于， 所述泄漏壓調(diào)整部是收納在未變形時的所述振動電極板的所述間隙的板狀部件。
6.如權(quán)利要求1所述的聲響轉(zhuǎn)換器，其特征在于， 所述空隙部是形成于所述振動電極板的開口。
7.如權(quán)利要求6所述的聲響轉(zhuǎn)換器，其特征在于， 所述泄漏壓調(diào)整部是收納在未變形時的所述振動電極板的所述開口的板狀部件。
8.如權(quán)利要求1所述的聲響轉(zhuǎn)換器，其特征在于， 所述空隙部是形成于所述振動電極板的邊緣的、向振動電極板內(nèi)側(cè)凹陷的凹部。
9.如權(quán)利要求8所述的聲響轉(zhuǎn)換器，其特征在于， 所述泄漏壓調(diào)整部是位于未變形時的所述振動電極板的所述凹部的板狀部件。
10.如權(quán)利要求1所述的聲響轉(zhuǎn)換器，其特征在于， 所述泄漏壓調(diào)整部位于未變形的所述振動電極板的所述空隙部， 在所述泄漏壓調(diào)整部的邊緣和所述空隙部的邊緣之間形成有縫隙。
11.如權(quán)利要求10所述的聲響轉(zhuǎn)換器，其特征在于， 所述縫隙的寬度為10 μ m以下。
12.如權(quán)利要求4所述的聲響轉(zhuǎn)換器，其特征在于， 在隔著所述間隙而位于一側(cè)的所述振動電極板的被分割的區(qū)域和所述泄漏壓調(diào)整部之間形成的縫隙的一端、和在隔著所述間隙而位于另一側(cè)的所述振動電極板的被分割的區(qū)域和所述泄漏壓調(diào)整部之間形成的縫隙的一端以90°的角度交叉。
13.如權(quán)利要求1所述的聲響轉(zhuǎn)換器，其特征在于， 所述泄漏壓調(diào)整部是以將未變形的所述振動電極板的所述空隙部的下面開口堵塞的方式設(shè)置的所述基板的上面的一部分。
14.如權(quán)利要求1所述的聲響轉(zhuǎn)換器，其特征在于， 所述泄漏壓調(diào)整部以將未變形的所述振動電極板的所述空隙部的上面開口和下面開口中的一方堵塞的方式與所述振動電極板的上面?zhèn)然蛳旅鎮(zhèn)认鄬ε渲谩?br> 15.如權(quán)利要求1所述的聲響轉(zhuǎn)換器，其特征在于， 在所述基板的上方，以與所述振動電極板相對的方式配置有背板， 在所述背板的與所述振動電極板相對側(cè)的面設(shè)有支承部， 所述泄漏壓調(diào)整部固定在所述支承部。
16.如權(quán)利要求15所述的聲響轉(zhuǎn)換器，其特征在于， 所述支承部的水平截面面積比所述泄漏壓調(diào)整部的面積小。
17.如權(quán)利要求15所述的聲響轉(zhuǎn)換器，其特征在于， 所述泄漏壓調(diào)整部由多個所述支承部支承。
18.如權(quán)利要求17所述的聲響轉(zhuǎn)換器，其特征在于， 在所述支承部和所述支承部的中間，在所述背板上設(shè)有通孔。
19.如權(quán)利要求5所述的聲響轉(zhuǎn)換器，其特征在于， 所述泄漏壓調(diào)整部固定于在所述基板的上面設(shè)置的支承部。
20.如權(quán)利要求1所述的聲響轉(zhuǎn)換器，其特征在于， 在所述基板的上方，以與所述振動電極板相對的方式配置有背板， 所述固定電極板以與所述振動電極板相對的方式設(shè)于所述背板上， 在所述背板及所述固定電極板上開設(shè)有多個聲孔， 從與所述基板的上面垂直的方向觀察時，所述聲孔的一部分與所述空隙部重合。
21.如權(quán)利要求10所述的聲響轉(zhuǎn)換器，其特征在于， 在所述基板的上方，以與所述振動電極板相對的方式配置有背板， 所述固定電極板以與所述振動電極板相對的方式設(shè)于所述背板上， 在所述背板及所述固定電極板上開設(shè)有多個聲孔， 從與所述基板的上面垂直的方向觀察時，所述聲孔的一部分與所述空隙部重合。
22.如權(quán)利要求1所述的聲響轉(zhuǎn)換器，其特征在于， 在所述基板的上方，以與所述振動電極板相對的方式配置有背板， 所述固定電極板以與所述振動電極板相對的方式設(shè)于所述背板上， 在所述背板及所述固定電極板上開設(shè)有多個聲孔， 從與所述基板的上面垂直的方向觀察時，所述泄漏壓調(diào)整部的寬度比所述聲孔間的距離大。
23.如權(quán)利要求1所述的聲響轉(zhuǎn)換器，其特征在于， 在所述基板的上方，以與所述振動電極板相對的方式配置有背板， 所述固定電極板以與所述振動電極板相對且不與所述泄漏壓調(diào)整部相對的方式設(shè)于所述背板上。
24.如權(quán)利要求1所述的聲響轉(zhuǎn)換器，其特征在于， 所述固定電極板被分割成多個區(qū)域， 在被分割的所述固定電極板的區(qū)域之間設(shè)有用于截斷電信號的泄漏的阻擋電極。
25.如權(quán)利要求1所述的聲響轉(zhuǎn)換器，其特征在于， 在所述基板的上方，以與所述振動電極板相對的方式配置有背板， 與所述振動電極板的鄰接所述空隙部的區(qū)域相對，在所述背板上設(shè)有突起。
26.如權(quán)利要求5所述的聲響轉(zhuǎn)換器，其特征在于， 所述振動電極板的被分割的各區(qū)域和所述泄漏壓調(diào)整部處于同一平面上，且由同一材料形成。
27.如權(quán)利要求1所述的聲響轉(zhuǎn)換器，其特征在于， 在制造工藝中，通過利用縫隙分割形成于所述基板上方的薄膜，從而形成具有所述空隙部的振動電極板和所述泄漏壓調(diào)整部。
28.一種麥克風，其具備權(quán)利要求1?27中任一項所述的聲響轉(zhuǎn)換器和將來自所述聲響轉(zhuǎn)換器的信號放大并向外部輸出的電路部。
【文檔編號】H04R19/04GK104469640SQ201410444586
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年9月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月13日
【發(fā)明者】內(nèi)田雄喜 申請人:歐姆龍株式會社